守恒法在高中化學計算題解答中的應用

魏燕

守恒定律是蘊含于自然界中，對物質變化過程進行解釋的一個基本定律，體現在物理變化、化學變化等諸多變化中。如果可以抓住這一定律，那么往往可以成為學生求解問題的一個關鍵解題條件。本文以高中化學計算題為研究對象，重點對守恒法的應用策略進行了探析，希望可以提升高中生的化學計算題求解能力。

計算題是高中化學試卷中所占分值比較大的一類題型，對學生化學知識綜合學習能力、計算能力以及解題能力具有較高要求。但是由于計算題本身涉及比較多的化學知識點，學生常常很難找到求解問題的解題思路與條件。為了增強學生解決化學計算題的自信心，提高他們的計算能力，必須要將守恒法等一些常用計算題求解方法傳授給學生。

一、巧用原子守恒，求解化學計算題

原子守恒，是指在化學反應發(fā)生前后所涉及各種元素原子個數總數保持不變。在化學計算題中，任何一個化學反應中都包含著許多由化學原子構成的反應物及生成物，在求解問題過程中可以選擇某一元素原子反應前后的數量保持不變來羅列求解問題的方程。

由此可知：n（Fe）∶n（O）=2∶3，故本道題的正確答案為選項C。

二、巧用質量守恒，求解化學計算題

質量守恒，是指在化學反應發(fā)生的前后，反應物與生成物中各種物質的總質量保持不變。或者，在對溶液進行稀釋處理或配置期間，溶質成分的總質量保持不變。

例2：碳酸氫銨在150℃條件下會分解為氣態(tài)的混合物，試求其密度大約是同等條件之下氫氣密度的（ ）倍。

A.13 B.32 C.48 D.96

三、巧用元素守恒，求解化學計算題

任何化學物質都是由各種化學元素所構成，在發(fā)生化學反應之后，不同物質構成的元素種類之間也符合守恒定律，即反應前后各種元素種類及元素原子數目保持不變，它們的質量與物質的量也保持不變。在實際的計算題求解中，也可以遵從元素守恒定律來求解問題。

四、巧用電荷守恒，求解化學計算題

電荷守恒，主要是指在膠體、溶液、混合物以及化合物等任何一種類型的電中性體系當中的電荷代數和為零，即負電荷總數與正電荷總數保持一致。

五、巧用電子守恒，求解化學計算題

電子守恒主要是在氧化還原反應中氧化劑所獲取的原子數同還原劑所失去的電子數二者保持一致，而電子守恒可以相應地延伸出化合價守恒（氧化劑化合價所降低的總數和還原劑化合價所升高的總數二者保持一致）。電子守恒運用，可以在求解某些化學還原反應方面化學問題的過程中快速簡化問題，同時也經常應用于計算電解質方面的化學問題。比如，金屬和硝酸之間反應就屬于典型的化學還原反應，其中氮原子獲取電子數與金屬所失去電子數目保持一致。

例7：在足量硝酸溶液（bmol/L）中放入質量為14g的某一種銅銀合金，待徹底反應之后將所生成的氣體和標準情況下的1.12L氧氣進行混合后通入水中發(fā)現恰好被完全吸收，試求該種銅銀合金中銅的質量。

解析：在本次化學反應當中，硝酸會同銀、銅兩種金屬之間發(fā)生氧化還原反應，但是由于硝酸濃度沒有明確給出，所以反應后產生的氣體也不能確定。但是它們和氧氣進行混合之后通入水中被徹底吸收而生成硝酸，這樣就可以借助守恒定律確定氧氣獲取電子數和銅銀合金所失去電子數保持一致。

n（O2）=1.12L/22.4L/mol=0.05mol

基于質量守恒可知：

n（Cu）×64+n（Ag）×108=14

基于電子守恒可知：

n（Cu）×2+n（Ag）×1=0.05×4

然后可以聯立上述幾個方程，經過化簡之后可以相應地得到如下結果：

（Cu）=0.05mol，n（Ag）=0.1mol，m（Cu）=0.025×64=3.2g。

由此可見，原子守恒法的合理應用，可以簡化上述復雜的氧化還原反應過程，保證學生只需抓住問題求解的核心所在，可以忽視其他干擾解項，大大提高解題的準確性。

總之，守恒法是求解化學計算題的一種有效方法。在化學計算題求解中應用守恒法時，要結合具體的題型及解題條件等，靈活地應用質量守恒、元素守恒、原子守恒與電荷守恒等守恒法，幫助學生快速求解有關的化學計算題，不斷提升他們的解題能力。